Effektiviteten af ​​blodgennemstrømningsbegrænsning under aerob cykling

Eksperimentelt design og prøvestørrelse: Denne undersøgelse er et randomiseret kontrolleret forsøg med fem grupper på hver 11 deltagere (N=55). Prøvestørrelsen blev estimeret med GPower ved hjælp af et design med 5-grupper inden for og mellem grupper med gentagne målinger med tre opfølgningsbesøg (0, 3, 6 uger), hvilket gav en styrke på mere end 80 % inklusive 10 % i nedslidning eller manglende data. Befolkning: Raske voksne mellem 21-35 år vil blive rekrutteret. Rekruttering vil være så tæt på lige mange kvinder og mænd som muligt for alle grupper, da kvinders deltagelse i interventionsundersøgelser, der vurderer effektiviteten af ​​BFR-træning, er dokumenteret til ikke at være mere end 17 %. Andre kriterier for deltagelse i undersøgelsen vil være at forpligte sig til trænings- og testsessionerne, at være ved godt helbred og at blive fortrolig med fysisk aktivitet og motion, herunder at køre på en stationær cykel. Deltagerne vil blive udelukket, hvis de har noget af følgende: 1) haft en muskel- og skeletskade i underekstremiteterne eller lænden inden for de seneste tre måneder, 2) enhver kontraindikation for aerob træningstest som bestemt af The American College of Sports Medicine [12 ], 3) enhver kontraindikation for træning med begrænsning af blodgennemstrømningen, 4) at overholde eller overskride de anbefalede ACSM-retningslinjer for træning af aerob træning 5 gange om ugen i >20 minutter og styrketræning > 2 dage om ugen [12] og 5) graviditet for kvindelige deltagere (selvrapporteret). Hver deltager skal læse og underskrive et informeret samtykkedokument, der er godkendt af Institutional Review Board, før de tilmelder sig undersøgelsen og enhver test, der udføres. De 55 deltagere i de fem grupper af 11 deltagere vil blive randomiseret ved at bruge en tilfældig talgenerator. De fem grupper vil blive randomiseret som følger: 1) kontrol (Con), 2) 60 % bilateral okklusion BFR (60BILAT), 3) 80 % bilateral okklusion BFR (80BILAT), 60 % unilateral BFR okklusion (60UNIT) og 80 % ensidig BFR-okklusion (80UNIT).

Instrumentering og resultater: Enkeltbensbalance vil blive målt ved hjælp af et Balance System SD (Biodex Medical Systems, Inc., Shirley, NY). Denne enhed måler statisk og dynamisk multidirektional balance ved brug af det validerede Balance Error Scoring System (BESS) ved at måle svaj med lukkede øjne under følgende forhold: 1) dobbeltbens fast overflade, 2) enkeltbens fast overflade, 3) tandem holdning fast overflade, og 4) gentagelse af de foregående tests på en skum (ustabil) overflade. Balance og postural stabilitet er grundlæggende komponenter i atletisk præstation og daglige aktiviteter, hvilket gør dets vurdering bydende nødvendig for at måle ændringer under forskellige forhold såsom skader, træthed, hjernerystelse osv. Desuden tyder nyere beviser på, at BFR-træning forbedrer balancen i funktionelle aktiviteter, men den eneste evidens er i befolkningen af ​​ældre voksne. Knæstabilitet vil blive målt under et 5-gentagelser enkeltbens trin ned fra en 30 cm trinplatform med et 10-kamera (120Hz sampling rate) bevægelsesanalysesystem (Qualisys AB, Göteborg, Sverige) tidssynkroniseret til en trådløs elektromyografi (EMG) system (Trigno, Delsys, Inc., Natick, MA). EMG-data vil blive indsamlet gennem tre forforstærkede (Ag) elektroder (Trigno, Delsys Inc., Natick, MA; Båndbredde: 450 ± 50 Hz > 80 dB/dec; samlet kanalstøj: <0,75uV) bilateralt fra vastus medialis , rectus femoris og vastus lateralis ved 2kHz og filtreret gennem et 2. ordens Butterworth-filter. Knæstabilitet er et væsentligt resultat i rehabilitering, da det er grundlaget for korrekt justering for at forhindre skader [14], mens muskelaktivering er en af ​​de vigtigste begrænsninger for knæets ustabilitet, og hjælper med at forhindre skader. Da der er beviser, der viser, at BFR-træning øger muskelrekruttering og muskelaktivering ved brug af EMG, er det bydende nødvendigt at afgøre, om sådanne forbedringer udmønter sig i bedre motorisk kontrol og knæstabilitet under funktionelle aktiviteter. Muskelstyrken af ​​quadriceps og hamstrings vil blive målt med et isokinetisk dynamometer (System 4 Pro, Biodex Medical Systems, Inc., Shirley, NY) ved hastighederne 60˚ og 180˚ grader i sekundet. Dynamometeret vil blive kalibreret i henhold til producentens anbefalinger. Flere undersøgelser har fundet forbedringer i isokinetisk styrke efter BFR-træning. Derfor vil vurdering af muskelstyrke via isokinetisk dynamometer gøre det muligt at foretage sammenligninger mellem undersøgelsen og den aktuelle litteratur. Aerob kapacitet vil blive målt under en cyklusergometerprotokol i et stationært ergometer (Velotron, Quarq Technology, Spearfish, SD), mens det er tilsluttet en gasanalysator (TruOne 2400, Parvomedics, Salt Lake City, UT) til vurdering af iltforbrug [VO2 (ml/min)]. Dette er et undersøgende resultat, da aerob træning i en cyklusøvelse i 15 minutter ikke forventes at forbedre kardiovaskulær metabolisk ydeevne. Imidlertid rapporterede Abe et al 2010 forbedringer i VO2max med en tilsvarende protokol til denne undersøgelse af 15 minutters cykling med BFR-manchetter. Ved at evaluere VO2 vil undersøgelsen således kunne afgøre, om der er nogen fordel ved BFR-træning under aerob træning og sammenligne vores resultater med de små cykelbeviser med BFR-manchetter.

Procedurer: Efter samtykke til deltagelse vil demografiske og antropometriske oplysninger blive registreret. Efter målinger vil deltagerne blive udstyret med retroreflekterende markører pr. Qualisys CAST-model, ved hjælp af passende hypoallergene dobbeltsidede retroreflekterende markører til individuelle markører og elastiske bandager med velcro til retroreflekterende afstøbninger. EMG-elektrodeplacering vil følge en standardiseret opsætning, der tidligere er udgivet af Ortiz et al. For at minimere virkningerne af træthed i opgaveudførelsen, vil testrækkefølgen forblive konstant i følgende rækkefølge: 1) BESS, 2) et-bens nedstigning, 3) isokinetisk testning og 4) aerob kapacitet. For BESS vil rækkefølgen af ​​testen være i overensstemmelse med den protokol, der vises på platformens computerskærm. Deltagerne vil udføre alle tests med lukkede øjne i 20 sekunder med 10 sekunders pause mellem betingelserne. Hver deltager vil først udføre de tre stabile betingelser (dobbeltben, enkeltben, tandem) efterfulgt af de samme betingelser efter at have placeret en 6 cm tyk skumpude over balanceplatformen. Der vil blive skrevet en særlig note til deltagerne i enkeltbens BFR-gruppen, som angiver, hvilket ben der blev brugt til BFR-manchetterne. Nedstigningen med et ben udføres fra et trin på 30 cm for tre 5-trins gentagelser pr. ben, alternerende ben. Hver deltager vil indledningsvis stå på trinnet med begge fødder på trinnet. Ved kommandoen "go" vil de løfte det tilsvarende ben og træde ned ved at røre gulvet (kraftpladen) med det ikke-vægtbærende ben og vende tilbage til den oprindelige stillingsposition. Denne proces vil blive udført kontinuerligt fem på hinanden følgende gange. Valgus bevægelse vil blive sporet med det 3-dimensionelle bevægelsessystem og EMG gennem hele de fem enkeltbens stance-epoker. Valgus vil blive målt på det punkt, hvor deltageren rører ved kraftpladen. Den højeste valgus- og EMG-amplitude (RMS) af de tre midterste forsøg vil blive overvejet til analyse. Der vil blive skrevet en særlig note til deltagerne i enkeltbens BFR-gruppen, som angiver, hvilket ben der blev brugt til BFR-manchetterne. Til træthedsanalyserne vil gennemsnittet af de fem forsøg til bevægelsesanalyse og hele frekvensen af ​​EMG-signalet blive taget i betragtning til analyse. Muskelstyrkevurdering af quadriceps og hamstrings vil følge step-down vurderingen. Hver deltager vil blive siddende i dynamometeret baseret på standardiserede positioner. Det højre ben vil blive testet først, efterfulgt af det venstre. For de deltagere i enkeltbens BFR-gruppen vil der blive skrevet en særlig note, der angiver, hvilket ben der blev brugt til BFR-manchetterne. Den standardiserede protokol indstillet af dynamometercomputeren vil blive fulgt med 60˚ og 180˚ pr. sekund. En familiariseringsopvarmning på tre til fem gentagelser ved hver hastighed vil blive udført før testen ved hver hastighed, efterfulgt af et minuts hvile. I alt fem sammentrækninger vil blive udført med 60˚/sekund og 10 gentagelser ved 180˚/sekund. Aerob kapacitet vil blive vurderet gennem en standardiseret maksimal cyklus ergometerprotokol. VO2 max, VO2 peak og hjertefrekvens vil blive målt direkte fra den metaboliske analysator under denne protokol. Efter 10 minutters hvile for at opnå hvilepuls, begynder deltagerne at træde i pedalerne med 70 omdrejninger/min med en belastning på 25 Watt. Hjertefrekvens (HR) vil blive overvåget kontinuerligt i realtid, og pulsen i slutningen af ​​de første tre minutter vil blive brugt til at bestemme yderligere belastningsforøgelser. Testen fortsætter, indtil deltageren når et eller flere af følgende kriterier: når 80 % af deres forudsagte puls ved at bruge pulsreserveformlen; (([220-alder] -hvilepuls) x 80%) + hvilepuls, når en RER >1,0, eller der er en udjævning af iltkurven. Intervention: Kontrolgruppe: Kontrolgruppen vil udføre 15 minutters cykling i et stationært cyklusergometer ved 70 omdr./min. tre gange om ugen i seks uger. Forsøgspersonerne vil bære en polær pulsmåler gennem træningen for at registrere deres pulsrespons i løbet af de 15 minutters træning. BFR-grupper: alle fire BFR-grupper vil udføre den samme træning som kontrolgruppen, mens de bruger BFR-manchetterne. Dette træningsprogram følger anbefalingerne for stationær cykling, mens du bærer BFR-manchetter på 45-60 minutter om ugen. Hver deltager i BFR-gruppen vil gennemgå protokollen defineret af Delfi (Delfi Medical Innovations, Inc., Vancouver BC, Canada), der består af at placere BFR-manchetten i den øvre del af låret, mens deltageren ligger på ryggen på et bord mod tyngdekraften for at bestemme fuld okklusion og derefter udlede procentdelen af ​​ønsket okklusion (60 % eller 80 %).

Dataanalyse: Data vil blive screenet for normalitet, homoskedasticitet og outliers. Uafhængige t-tests vil blive udført for at sammenligne demografiske (alder, vægt, højde, BMI) variabler mellem grupper. En inden- og mellem-gruppe (5) efter tid (3) gentaget måling ANOVA med interaktioner vil blive brugt til at sammenligne grupper for alle resultater af interesse. Post-hoc analyser vil blive brugt til at følge op på væsentlige forskelle mellem grupper, tid og gruppe ved tidsinteraktion.